锂电池在储能领域的应用与发展趋势

梁继业，迟浩宇，张洪彦

（ 黑龙江科技大学 电气与控制工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027 ）

0 引言

随着国家能源局联合国家发改委、科技部、工信部联合发布贯彻落实《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》行动计划，标志着我国储能战略已经度过了研发示范向商业化过渡的时期，以及进入到商业化生产阶段。

储能技术在电力体制、光伏发电、轨道交通以及军工企业中得到广泛的应用，是能源战略领域内的核心技术，在推动能源变革和能源互联网建设过程中起着重要的作用。近年来锂电池与储能技术紧密相连，这也体现了锂电池在储能行业的广泛应用，推动了储能行业的发展，带来了经济效益。

根据《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》提出的战略目标，储能技术在“十三五”期间实现研发示范向商业化过渡的过程，在“十四五”期间实现商业化初期生产到规模化生产的目的[1]。在储能技术日趋成熟、逐步走向市场化生产的同时，将储能技术进行智能化生产是一项重大的任务，同时政府也需要完善相应的储能政策，为推进储能行业标准化打下良好的基础。

推进储能和充电一体化建设，进一步促进能源产业和交通供电行业的融合发展，使得锂电池在储能技术中的应用具有广阔的发展前景。

1 相关政策

早在2005 年，我国就开始重视储能技术的发展，根据储能产业的战略布局出台了《可再生能源发展指导目录》，主要针对储能电池和地下热能储存系统等储能技术进行了归列。到2010 年储能行业发展迅猛，储能技术首次被写进法案，出台的《可再生能源法修正案》对“电网企业应发展和应用智能电网、储能技术”制定了明确的储能相关政策，为储能技术推向市场化打下了良好的基础。

2012 年储能技术被列入国务院“十二五”战略发展计划，出台了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）年》、《电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法》和《可再生能源“十二五”规划》等系列措施，使得储能技术的发展迈进了新的台阶[2]。“十三五”规划期以来，储能技术逐渐向轨道交通和智能电网等方向倾斜，国家先后出台了《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》、《关于促进智能电网发展的指导意见》和《关于促进我国储能技术新产业发展的指导意见》等政策，实现了储能结构的转变，使得储能技术逐步向商业化的方向发展，旨在带来更大的经济效益，实现能源互联网的进一步发展。

进入到“十四五”时期，随着《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》的进一步修订，2018 年储能技术从初步进入商业化模式已经转变为大规模生产模式，使得储能技术结合锂电池、超级电容和光伏电池等载体在轨道交通、智能电网以及军工企业中得到广泛的应用。2020 年初，国家能源局印发《关于加强储能标准化工作的实施方案》，旨在推进储能技术的标准化生产，使得新兴储能技术能够得到标准化应用。教育部、国家发改委、国家能源局联合印发的《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024 年）》鼓励发展储能新技术，解决储能技术中的瓶颈问题，进一步推动我国能源产业和储能技术的高质量快速发展[3]。

2 应用现状

锂电池由于能量密度高、使用寿命长的性能在储能环节得到广泛的应用，锂电池通常作为轨道交通、光伏发电、智慧电源、备用电源以及军工供电的储能容器，与储能技术相联系。常见锂电池和其他电池的参数对比见表1[4]。

目前市场常用的锂电池主要分为磷酸铁锂、钛酸锂和三元体系等类型。锂电池结合储能技术，现阶段主要应用于电动汽车的储能，在光伏储能、便携式设备和不间断应急储能电源中也有部分应用。

2019 年我国比亚迪、中兴派能、阳光能源、科陆电子和力信能源等11 家企业的储能锂电池出货量超过1 000 MWh，其中比亚迪公司的储能锂电池的出货量超过1 GWh。现阶段储能系统主要分为机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能等5 类，而电化学储能在市场上占据着较大的比重。截止到2019 年底，我国投入市场使用的电化学储能规模达到1.92 GW，预计到2022 年底将达到10 GW，到2023 年底将达到20 GW[5]。随着电化学储能的逐步推广，锂电池储能占据着电化学储能市场75 %的规模，在储能领域锂电池将会在市 场上占据着越来越大的比重。

表1 电池参数对比

锂电池储能，能够有效解决光伏储能和风电储能的间歇式，能够为电动汽车的续航提供有力保证。锂电池在发电侧储能应用在光储电站和风储电站等场合，在用户侧的储能应用体现在光储充电站、家庭储能和备用电源等场合，在变电站的储能应用主要体现在变电站储能和虚拟发电厂等场合。

锂电池应用于储能领域，具备安全、可靠、寿命长和能量转换效率高的优点，同时为了市场的经济性效应，高寿命低成本的锂电池正是市场发展和技术突破的方向。见图2。

3 发展趋势

自“十四五”时期以来，储能技术由商业化初步发展迈向规模化生产，锂电池储能迈入了新的发展阶段。在新的时代背景下，锂电池储能将会向着智能化、标准化和市场化的方向发展[6-9]。

1）智能化

能源局和发展改革委号召开展充电设备与电网的互动研究，实现充电——储能——用电智能一体化，建立能源互联网体系，实现智能化用电。在锂电池储能电动汽车中，将会持续推进停车充电一体化建设，促进能源交通事业的发展，实现新能源汽车动力电池的储能化应用[10]。

2）标准化

能源局号召各部门完成储能标准体系建设，建立标准储能工作机制，健全储能标准化技术组织，实现与国际接轨的标准化储能体系。锂电池储能机制将会进一步完善统一的标准，从锂电池型号和充放电电压等细节进行规范使用标准化。

3）市场化

储能技术逐步走向成熟，经过初步的商业模式经营之后，将会朝着大规模市场化发展，旨在带来更多的经济效益。锂电池在电化学储能领域所占比重将近75 %，将会进一步进行市场化生产，在轨道交通、不间断供电设备以及广泛供电等场合带来更多的市场收益。

4 结语

国家在储能方面出台了一系列的政策，逐步实现了储能系统的市场化，从“十三五”到“十四五”期间储能技术开始商业大规模化应用，带来了巨大的经济效益。锂电池在储能系统中充当着“润滑油”的作用，承载着充电——储能——放电的智能一体化任务，有着巨大的商业前景。在锂电池储能系统迅速发展带来巨大经济效益的同时，也存在着巨大的进步改善空间，锂电池储能的智能化、标准化和市场化发展将会成为热点，为新能源产业和储能行业的长久发展奠定良好的基础。